什么是modbus协议

Modbus 是由 Modicon(现为施耐德电气公司的一个品牌)在 1979

年发明的一种工业控制总线协议，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议。Modbus

以其简单、健壮、开放而且不需要特许授权的特点，成为通用通信协议。为了适应以太网环境，Modbus 被封装在 TCP 包中，并且在默认情况下通过 TCP 协议的

502 端口进行传输。

基于 Modbus

协议的系统由带智能终端的可编程逻辑控制器和计算机通过公用线路或局部专用线路连接而成。其系统结构既包括硬件，又包括软件。可应用于各种数据采集和过程监控。

Modbus 协议采用主 - 从结构，为客户机和服务器之间提供通信连接。

Modbus 协议定义了一个与基础通信无关的协议数据单元(Protocol Description Unit，PDU)，描述协议的基本功能。PDU

属于应用数据单元(Application Data Unit，ADU)的一部分，除此之外，ADU

还包括附加地址域和差错校验域及实际传输的数据，这个数据可能是业务数据，也可能是指令、响应信息或报警信息等。

Modbus 协议包括 ASCII、RTU、TCP 三种报文类型，可以使用串口传输数据和指令。

自从 1979 年出现工业串行链路的事实标准以来，Modbus使成千上万的自动化设备能够通信。Modbus 是OSI模型第 7 层上的应用层报文传输协议，它在连接至不同类型总线或网络的设备之间提供客户机/服务器通信。Modbus应用层协议和服务规范主要包含两类：一类是串行链路上的Modbus（Modbus 串行链路取决于TIA/EIA 标准：232-F 和 485-A），另一类是TCP/IP 上的Modbus（Modbus TCP/IP 取决于IETF 标准：RFC793 和 RFC791 有关）。Modbus通信栈示意图如下所示：

Modbus协议允许在各种网络体系结构内进行简单通信，每种设备（PLC、HMI、控制面板、驱动程序、动作控制、输入/输出设备）都能使用 Modbus协议来启动远程操作。在基于串行链路和以太 TCP/IP 网络的 Modbus上可以进行相同通信，一些网关允许在几种使用 Modbus协议的总线或网络之间进行通信。Modbus网络体系结构的实例如下所示：

Modbus协议本质上和我们平时自定义的协议一致，就是一种数据传输格式，也是由起始帧、数据帧、校验帧等组成，只不过Modbus协议更为规范。

Modbus协议定义了一个与基础通信层无关的简单协议数据单元（PDU）。特定总线或网络上 的 Modbus协议映射能够在应用数据单元（ADU）上引入一些附加域，通用Modbus帧协议如下图所示：

具体解析如下： 

地址域：子节点的地址信息；

功能码：指明服务器要执行的动作，有效的码字范围是十进制 1-255（128-255 为异常响应保留），当从客户机向服务器设备发送报文时，功能码域通知服务器执行哪种操作（功能码内容较多，建议查阅Modbus协议说明手册，上面介绍的很清晰）。

数据：传输的数据内容，在某种请求中，数据可以是不存在的（0 长度），在此情况下服务器不需要任何附加信息，功

能码仅说明操作。

差错校验：验证收、发的数据是否正确。

如果在一个正确接收的 ModbusADU 中，不出现与请求Modbus功能有关的差错，那么服务器至客户机的响应数据域包括请求数据。如果出现与请求 Modbus功能有关的差错，那么域包括一个异常码，服务器应用能够使用这个域确定下一个执行的操作。Modbus事务处理的状态图如下所示：

一旦服务器处理请求，使用合适的 Modbus服务器事务建立 Modbus响应，根据处理结果，可以建立两种类型响应：

一个正确Modbus响应：响应功能码 = 请求功能码 ；

一个 Modbus异常响应：用来为客户机提供处理过程中与被发现的差错相关的信息，提供一个异常码来指示差错原因。响应功能码 = 请求功能码 + 0x80。

将上述图示分解理解，例如，客户机与服务器执行Modbus 通信协议，当服务器对客户机响应时，它使用功能码来指示正常（无差错）响应或者出现某种差错（称为异常响应）。

对于一个正常响应来说，服务器仅对原始功能码响应，Modbus事务处理（无差错）如下图所示：

对于异常响应，服务器返回一个与原始功能码等同的码，设置该原始功能码的最高有效位为逻辑 1，Modbus事务处理（异常响应）如下图所示：

Modbus使用一个Big-Endian 表示地址和数据项。这意味着当发射多个字节时，首先发送最高有效位。例如：

寄存器    数据

0x4001  0x1234

发送的第一字节为 0x12，第一字节为0x34。

Modbus以一系列具有不同特征表格上的数据模型为基础，四个基本表格如下表所示：

对于基本表格中任何一项，协议都允许单个地选择 65536 个数据项，而且设计那些项的读写操作可以越过多个连续数据项直到数据大小规格限制，这个数据大小规格限制与事务处理功能码有关。

数据模型这个概念有限抽象，让我们通过以下两个示例加深理解。

示例1 ：有 4 个独立块的设备

示例描述：一个设备中的数据结构，含有数字量和模拟量、输入量和输出量。由于不同块中的数据不相关，每个块是相互独立。使用Modbus数据模型，按不同 Modbus功能码访问每个块，实现原理如下所示：

示例2：仅有 1 个块的设备

示例描述：一个设备仅有 1 个数据块，使用Modbus数据模型，通过几个Modbus功能码可能得到一个相同数据，或者通过 16 比特访问或 1 个访问比特，实现原理如下所示：

smart的modbus两个停止位怎么办

Modbus通信协议是一种常用的工业控制网络协议，它使用一组标准的消息格式和特定的通信端口来传输数据。Modbus通信协议中停止位的默认值是1位，但是在某些情况下，可以设置为2位。

Modbus通信协议中，如果需要设置两个停止位，可以在Modbus服务器端和Modbus客户端端设置停止位的值，这两个端口的设置必须是一致的，才能完成Modbus通信。

在Modbus服务器端，可以在Modbus配置软件中设置停止位的值，一般情况下，Modbus服务器端和Modbus客户端端的设置停止位的值是一致的，如果需要设置两个停止位，需要在Modbus服务器端和Modbus客户端端都设置停止位的值为2。

在Modbus客户端端，可以使用Modbus调试工具来设置停止位的值，一般情况下，Modbus服务器端和Modbus客户端端的设置停止位的值是一致的，如果需要设置两个停止位，需要在Modbus服务器端和Modbus客户端端都设置停止位的值为2。

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